串聯(lián)閃速爐的制作方法

專利名稱:串聯(lián)閃速爐的制作方法
【專利摘要】一種串聯(lián)閃速爐，包括上反應(yīng)體(5)和下反應(yīng)體(1)及連接兩者的連接通道(7)，所述上反應(yīng)體(5)位于所述下反應(yīng)體(1)的上部，形成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，所述下反應(yīng)體(1)下部設(shè)有至少一個熔池(2)；所述閃速爐還包括用于排出煙氣的上升煙道(3)，所述上升煙道(3)通過所述熔池(2)與所述下反應(yīng)體(1)相連通，各所述熔池(2)上均設(shè)有排渣口。本實用新型所述的串聯(lián)閃速爐通過上反應(yīng)體為下反應(yīng)體提供熱量和還原氣氛，實現(xiàn)金屬氧化礦的礦粉在下反應(yīng)體快速的還原熔煉。
【專利說明】
串聯(lián)閃速爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于冶金領(lǐng)域，尤其是涉及一種串聯(lián)閃速爐。
【背景技術(shù)】
[0002] 閃速冶金從發(fā)明到現(xiàn)在，只用于金屬硫化礦的冶煉，主要原因是現(xiàn)有的閃速爐只 擁有一個反應(yīng)空間，且為微負(fù)壓環(huán)境，在該空間內(nèi)可進行氣固或氣液間的氧化反應(yīng)或弱還 原反應(yīng)，但無法制造強還原氣氛進行快速有效的還原反應(yīng)，例如，利用閃速爐微負(fù)壓的單反 應(yīng)空間無法制造出有效還原氣（C0+H2)體積比超過73%的還原氣體，因而無法保證金屬氧 化物在懸浮態(tài)下基本完成還原。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本實用新型旨在提出一種串聯(lián)閃速爐，以解決現(xiàn)有閃速爐空間直接制 造還原氣體效率低、有效成分濃度低，而從外部引入還原氣體成本高、危險大等問題。
[0004] 為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0005] -種串聯(lián)閃速爐，包括上反應(yīng)體5、下反應(yīng)體1及連通兩者的連接通道7,所述上反 應(yīng)體5位于所述下反應(yīng)體1的上部，形成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，所述下反應(yīng)體1下部設(shè)有至少一個熔池 2;所述閃速爐還包括用于排出煙氣的上升煙道3,所述上升煙道3通過所述熔池2與所述下 反應(yīng)體1相連通，各所述熔池2上均設(shè)有排渣口。通過向上反應(yīng)體5噴入含氧氣體（空氣，氧 氣一空氣混合物或者工藝氧)及氣化劑如:煤粉、水煤漿、水蒸氣、天然氣、燃油、甲烷，為閃 速爐下反應(yīng)體1制造還原氣體(C0+H 2)，同時為下反應(yīng)體1提供熱量。上反應(yīng)體5內(nèi)的氣壓可 以大于或等于下反應(yīng)體1的壓強，優(yōu)選高壓條件，通過構(gòu)建一個獨立的高溫高壓氣化空間， 使氣化劑能夠很好的氣化，從而提高有效還原氣（C0+H 2)的濃度。上反應(yīng)體5的壓強可以通 過調(diào)節(jié)連接通道7的內(nèi)寬及單位時間噴入含氧氣體及氣化劑的量來進行控制。本實用新型 所述的串聯(lián)閃速爐結(jié)構(gòu)緊湊，可直接通過上反應(yīng)體5向下反應(yīng)體1提供冶煉所需要的熱量和 還原氣氛，相對于目前現(xiàn)有的一些將尾氣重整后再返回作為冶煉氣體的冶煉工藝，避免了 高溫氣體在長距離輸運過程中的熱量損失及對傳輸管道的損耗（l〇〇〇°C以上的高溫尾氣的 輸送對管道材料的要求較高，管道成本高、壽命短）；同時，由于不需要附屬設(shè)備(如尾氣裂 化轉(zhuǎn)化設(shè)備、氣體加壓輸送設(shè)備等），大大降低了 一次性投資，也使整套設(shè)備的故障率大大 的降低，從而降低了設(shè)備成本與維修成本;此外，本實用新型所述上反應(yīng)體5造氣原理簡單， 使用氣化劑(如煤粉)和氧氣進行簡單的化學(xué)反應(yīng)即可實現(xiàn)，而不需要通過其他復(fù)雜昂貴的 方式(如等離子電離等)實現(xiàn)造氣或氣體轉(zhuǎn)化，大大降低了生產(chǎn)和使用成本。所述上反應(yīng)體5 位于下反應(yīng)體1的上部，且通過不大于2m的連接通道7直接串接，使上反應(yīng)體5生產(chǎn)的還原氣 流可以從下反應(yīng)體1最頂部進入，進而使從連接通道7加入的礦粉和還原氣氛有更長的接觸 時間，提尚待冶煉金屬氧化物的還原率。
[0006] 進一步的，所述連接通道7的內(nèi)寬不大于下反應(yīng)體1內(nèi)徑的2/3，同時長度不大于 2m。連接通道7的內(nèi)寬可調(diào)，通過控制連接通道7的內(nèi)寬，可以控制上反應(yīng)體5內(nèi)部的壓強，進 而影響造氣效率，同時，也可改變上反應(yīng)體5向下反應(yīng)體1內(nèi)輸送氣流的速度。接通道7的長 度不大于2m，以免過長影響上反應(yīng)體5向下反應(yīng)體1傳遞熱量的效率。
[0007] 進一步的，所述連接通道7上設(shè)有給料裝置。待冶煉的礦粉通過設(shè)置在連接通道7 上的給料裝置加入閃速爐內(nèi)，可以使礦粉和還原氣體在進入下反應(yīng)體1前即開始提前接觸 并充分混合，變相延長了待冶煉礦粉在下反應(yīng)體1的冶煉時間，提高了礦粉中待冶煉金屬氧 化物的還原率。所述給料裝置為噴嘴、噴槍、密封加料口中的一種或多種；或者為噴嘴、噴 槍、密封加料口中的一種或多種與燒嘴的組合。通過設(shè)置噴嘴或噴槍或密封加料口向閃速 爐加入冶煉所必需的原料、燃料和輔助材料;必要時，可通過燒嘴為下反應(yīng)體1內(nèi)補充熱量。 當(dāng)然，根據(jù)實際需要，給料裝置也可設(shè)置在下反應(yīng)體1頂部，或設(shè)置于下反應(yīng)體1側(cè)壁上。
[0008] 進一步的，所述上反應(yīng)體5上設(shè)有向上反應(yīng)體5內(nèi)噴吹含氧氣體及氣化劑的噴槍或 噴管。噴槍或噴管設(shè)置于上反應(yīng)體5上，并穿透上反應(yīng)體5內(nèi)壁，伸入上反應(yīng)體5內(nèi)。噴槍或噴 管可為單通道或多通道，可只噴吹一種原料，多通道噴槍或噴管可同時噴吹多種原料。噴槍 或噴管向上反應(yīng)體5內(nèi)噴入含氧氣體及氣化劑如：煤粉、水煤漿、水蒸氣、天然氣、燃油、甲 烷、乙炔中一種或多種的組合，用來產(chǎn)生還原性氣體并為下反應(yīng)體1提供熱量。優(yōu)選的，氣化 劑為煤粉，煤氣化技術(shù)比較成熟，同時煤也是目前國內(nèi)最經(jīng)濟的造氣原料。
[0009] 進一步的，所述熔池2內(nèi)盛納熔體的空間上部設(shè)有熔融爐料下落時通過的焦濾層 空間。所述熔池2熔體上部形成有熔融爐料下落時通過的焦濾層6, 一種實現(xiàn)方式是通過設(shè) 置在連接通道7或下反應(yīng)體1頂部的加料裝置把焦炭加入下反應(yīng)體1，焦炭粒徑范圍為1-11mm，在下反應(yīng)體1內(nèi)迅速被加熱，加熱后的焦炭顆粒落到熔池2熔體表面形成一層多孔的 碳物料一焦濾層6;如果焦炭的粒度小于1mm，焦炭在高溫下?lián)p耗較快，但粒度超過11mm又會 使焦炭的中心不能夠被加熱到足夠的溫度，且粒度過大會使焦炭顆粒間的間隙變大，這會 導(dǎo)致通過焦濾層6的金屬氧化物熔體回收率的損失。焦濾層6也可通過加入適合煉焦的粉煤 的方式實現(xiàn)，粉煤在高溫下燒掉其中的揮發(fā)分后，即可形成焦炭顆粒。
[0010] 進一步的，所述焦濾層6空間高50-250mm。焦濾層空間高50-250mm，優(yōu)選為100-200mm，焦濾層6過厚會造成焦炭浪費、能耗升高，過薄又起不到所需要的還原效果。根據(jù)待 冶煉金屬氧化物被碳還原的難易程度，可適當(dāng)調(diào)節(jié)焦濾層的厚度，調(diào)節(jié)的方法是調(diào)節(jié)向下 反應(yīng)體1內(nèi)加入焦炭或適合煉焦的粉煤的速度。
[0011] 進一步的，各所述熔池2均設(shè)有向所述熔池2內(nèi)噴入燃料和含氧氣體的側(cè)吹布置。 通過側(cè)吹向熔池噴入燃料和氣體，為熔池提供熱量，使熔池維持在一定的高溫段。所述燃料 為重油、天然氣、液化石油氣、煤、焦丁、碳?xì)浠衔镏械囊环N;所述含氧氣體為空氣、氧氣一 空氣混合物或者工藝氧。
[0012] 進一步的，所述側(cè)吹布置所在位置與所述恪池中恪渣層中下部對應(yīng)。側(cè)吹設(shè)置在 熔渣層中下部，可以使熔渣形成對流或翻滾，方便上下層間的熱量和物質(zhì)交換，從而減小熔 體的粘度，提高待冶煉金屬的回收率。
[0013] 進一步的，所述側(cè)吹布置包括對稱設(shè)置在所述熔池2相對側(cè)壁上的側(cè)吹孔及設(shè)置 在側(cè)吹孔內(nèi)的側(cè)吹噴管4。
[0014] 進一步的，所述熔池2的數(shù)目為1-4個。閃速爐中1-4個熔池2的設(shè)置能夠滿足不同 冶煉產(chǎn)量需求。
[0015] 本實用新型還提供一種利用上述串聯(lián)閃速爐進行冶煉的方法。
[0016] 本實用新型還保護利用上述閃速爐在冶煉中的應(yīng)用。
[0017] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所述的串聯(lián)閃速爐具有以下優(yōu)勢：
[0018] 本實用新型所述的串聯(lián)閃速爐能夠在上反應(yīng)體5中制造高溫高壓高濃度的還原氣 體，為下反應(yīng)體1提供冶煉所需要的還原氣氛和熱量，相對于直接在現(xiàn)有閃速爐下反應(yīng)體1 內(nèi)進行煤氣化，一方面造氣的質(zhì)量更高，可為熔煉過程提供更高濃度的有效還原氣，從而使 礦粉在下反應(yīng)體1的還原速度更快，同時也使某些在空間需要高濃度還原氣氛才能實現(xiàn)還 原的金屬氧化物采用閃速爐進行冶煉成為可能；另一方面造氣的效率更高，不需要讓下反 應(yīng)體1再另行承擔(dān)造氣的任務(wù)，礦粉一進入閃速爐內(nèi)即可與還原氣體充分接觸并發(fā)生反應(yīng)， 變相的延長了礦粉在閃速爐空間的冶煉時間，從而提高了待冶煉金屬的還原率，降低了能 耗，提高了經(jīng)濟效益。
[0019] 本實用新型所述的串聯(lián)閃速爐通過一個不大于2m的連接通道串接上反應(yīng)體和下 反應(yīng)體，使上反應(yīng)體制造的還原氣氛和熱量能有效快速的供給下反應(yīng)體，相對于現(xiàn)有冶金 行業(yè)一些將尾氣重整后再返回作為冶煉氣體的工藝，工藝流程簡單，一次性投資小，能耗 低，生產(chǎn)和維護成本低。
【附圖說明】

[0020] 構(gòu)成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新 型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在 附圖中：
[0021] 圖1為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第三種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第四種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第五種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖6為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第六種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖7為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第七種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖8為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第八種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖9為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第九種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖10為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第十種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖11為本實用新型實施例所述的串聯(lián)閃速爐的第十種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 附圖標(biāo)記說明：
[0033] 1-下反應(yīng)體，2-熔池，3-上升煙道，4-側(cè)吹噴管，5-上反應(yīng)體，6-焦濾層，7-連接通 道。
【具體實施方式】
[0034]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可 以相互組合。
[0035]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、 "前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為 基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示 或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解 為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"等僅用于描述目的，而不能理解為指示 或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"等 的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。
[0036] 在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安 裝"、"相連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地 連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連， 可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上 述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0037] 下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。
[0038] -種串聯(lián)閃速爐，如圖1-11所示，包括上反應(yīng)體5、下反應(yīng)體1及連通兩者的連接通 道7,上反應(yīng)體5位于下反應(yīng)體1的上部，形成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，下反應(yīng)體1下部設(shè)有至少一個熔池 2;閃速爐還包括用于排出煙氣的上升煙道3,上升煙道3通過熔池2與下反應(yīng)體1相連通，各 熔池2上均設(shè)有排渣口，排渣口未在圖1-11中標(biāo)出。
[0039] 本實例的工作過程:將造氣燃料和含氧氣體噴入上反應(yīng)體5中，產(chǎn)生高濃度的還原 氣體并放出熱量，向下反應(yīng)體1內(nèi)噴入干燥的金屬氧化礦粉料、熔劑和焦炭，在高溫?zé)霟帷⒊?滿還原氣氛的下反應(yīng)體1中，通過傳熱、傳質(zhì)和氣-固、氣-液反應(yīng)，迅速完成粉料中待冶煉金 屬氧化物的還原和熔化;在下反應(yīng)體1中形成的彌散的氧化物熔體以小滴狀落入熔池并進 入焦濾層6，當(dāng)熔體穿透焦濾層6時，其中未被完全還原的待冶煉金屬氧化物被碳熱還原。
[0040] 在熔池2中，礦粉中的脈石和熔劑發(fā)生造渣反應(yīng)，生成熔點低的渣。根據(jù)需要，也可 同時在熔池2中設(shè)置側(cè)吹布置，通過側(cè)吹向熔體中分別噴吹燃料和含氧氣體，本實施例中向 熔體中分別噴吹煤粉和氧氣，為熔池2提供熱量并實現(xiàn)熔體的翻滾，同時使熔池2保持強還 原環(huán)境，剩余的待冶煉金屬氧化物徹底在熔池2中完成還原，從而提高待冶煉金屬的回收 率。被還原出來的低沸點金屬進入煙氣通過上升煙道3排出爐外，后續(xù)可通過冷凝或煙化進 行收集，其余被還原出的熔融的金屬在熔池2內(nèi)與液態(tài)渣沉淀分層，形成金屬層和渣層，將 金屬熔體從熔池2內(nèi)排出，得到粗金屬，熔渣從排渣口排出爐外。
[0041] 將本實用新型提供的串聯(lián)閃速爐應(yīng)用在鋼鐵廠煙塵的冶煉：
[0042] 鋼鐵企業(yè)在高爐、電爐、轉(zhuǎn)爐、燒結(jié)等工段都有大量的煙塵產(chǎn)生，煙塵中含有鋅、 鉛、鉍、銦和鐵等有價金屬的氧化物，其中銦和鉍的含量相對較低。下面是國內(nèi)一鋼鐵廠含 鋅煙塵成分加權(quán)平均后得出的主要金屬成分表，如表1所示：
[0043] 表1:
[0045]上反應(yīng)體5及連接通道7的外壁選用雙層鋼板，中間通冷卻水，內(nèi)壁砌耐火磚。冷卻 水形成激冷壁，有利于煤中的灰分在內(nèi)壁形成掛渣，保護爐壁。上反應(yīng)體5在側(cè)壁上設(shè)有四 只噴槍，粉煤、氧氣（可加水蒸氣)從噴槍2噴入上反應(yīng)體5,在上反應(yīng)體5內(nèi)粉煤迅速燃燒并 氣化，生成溫度為1380 °C、有效還原氣(C0+H2)成分體積比達90 %的還原氣流，從上反應(yīng)體5 出口噴出。
[0046] 連接通道7長0.8m，內(nèi)寬約為下反應(yīng)體1內(nèi)徑的2/5，在連接通道7上設(shè)有給料裝置， 本實施例中給料裝置為具有三層通道結(jié)構(gòu)的密封加料口，通過三層通道結(jié)構(gòu)的密封加料 口，分別用壓縮空氣向閃速爐內(nèi)送入鋼鐵廠煙塵、熔劑和焦炭，鋼鐵廠煙塵一般粒度都在 100目以下，不需要再進行磨礦處理，只需烘干至水量50.3%;熔劑為石灰石，含Ca⑶ 3在 90%以上，粒度小于1mm，干燥至含水小于1 % ;焦炭的粒徑在1-11mm范圍內(nèi)。
[0047] 煙塵顆粒在噴入閃速爐的瞬間，即與上反應(yīng)體5噴出的還原氣體充分混合，并呈飄 浮狀態(tài)進入約11 〇〇 °C -1450 °C高溫的下反應(yīng)體1中，煙塵中的金屬氧化物以極大的比表面積 狀態(tài)彌撒于熾熱、充滿還原氣分的下反應(yīng)體1中，通過快速傳熱、傳質(zhì)和氣-固、氣-液反應(yīng)， 迅速完成粉料中鋅、鉛、鐵、鉍和銦等金屬氧化物的還原和熔化，并飄落在下反應(yīng)體1下部的 熔池中。被還原出來的Zn迅速氣化并進入上升煙道3,后續(xù)可采用鉛雨/鋅雨冷凝或煙化的 方式進行回收。
[0048] 在下反應(yīng)體1中未被完全還原的鐵和鋅等金屬氧化物熔體以小滴狀進入150mm厚 的焦濾層6,在熔體穿透焦濾層6向下流動時，被碳還原，從而使ZnO和FeO等比較難還原的金 屬氧化物也基本完成還原。
[0049] 在熔池2中，礦粉中的脈石和加入的熔劑造渣，通過側(cè)吹噴管4向熔池2噴入氧氣和 粉煤(工藝氧濃度為99.6%，粉煤粒度為5mm-8mm)，為熔池2補充熱量，并使熔池2形成1300 °C-1650°C的高溫還原環(huán)境。側(cè)吹的位置位于渣層的下部，可使熔體翻滾，使渣層中的少量 未還原的鋅鐵鉛鉍銦等金屬氧化物與碳還原劑充分接觸，徹底完成還原。在熔池2中，還原 出來的Zn絕大部分會迅速氣化離開熔體進入上升煙道3,其余被還原出來的金屬液滴除了 極少量揮發(fā)外，穿過密度較小的渣層向下聚集，F(xiàn)e和Pb熔體完全不互溶，金屬層分為鐵水層 和粗鉛合金層，由于密度的差異，熔池1從上到下形成渣層、鐵水層、粗鉛合金層三層結(jié)構(gòu)。 少量的Bi、In及少量未蒸發(fā)的Zn易溶于鉛液中，被鉛液捕集后進入粗鉛合金層，粗鉛合金排 出后，后續(xù)可以采用精煉等方式提純Pb并分離合金中的其它金屬。
[0050] 采用本實用新型提供的串聯(lián)閃速爐對鋼鐵煙塵進行處理的工藝，相比現(xiàn)有的回轉(zhuǎn) 窯工藝或濕法工藝，流程短，可綜合回收多種有價金屬，綜合能耗降低40%以上，污染減少 90% 〇
[0051 ]在下反應(yīng)體1內(nèi)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：
[0052] CaC03 = CaO+C〇2
[0053] Zn0+C0 = Zn(g)+C02
[0054] Pb0+C0 = Pb+C02
[0055] Bi2〇3+3CO = 2Bi+3C02
[0056] In2〇3+3CO = 2In+3C〇2
[0057] 3Fe2〇3+CO = 2Fe3〇4+C〇2
[0058] Fe304+C0 = 3Fe0+C02
[0059] Fe0+C0=Fe+C02
[0060] 在熔池2中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下：
[0061] (Pb0)if+C = Pb(l)+C0
[0062] (ZnO)漁+C = Zn(g)+C0
[0063] (ZnO)漁+Fe(l) =Zn(g) + (FeO)漁
[0064] (PbO)漁+Fe(l) =Pb(g) + (FeO)漁
[0065] (FeO)if+C=Fe(l)+CO
[0066] (Bi2〇3)it+3C = 2Bi(l)+3CO
[0067] (In2〇3)it+3C = 2In(l)+3CO
[0068] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，連接通道7的內(nèi)寬不大于下反應(yīng)體1內(nèi)徑的2/3，同 時長度不大于2m。連接通道7的內(nèi)寬過大會影響上反應(yīng)體5內(nèi)部的壓強，進而影響造氣效率。 連接通道7的長度不大于2m，以免過長影響上反應(yīng)體5向下反應(yīng)體1傳遞熱量的效率。
[0069] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，連接通道7上設(shè)有給料裝置，如圖1所示，通過該給 料裝置可以給入待冶煉的礦粉，使礦粉和還原氣體提前接觸，提高礦粉中待冶煉金屬氧化 物的還原率。給料裝置為噴嘴、噴槍、密封加料口中的一種或多種;或者為噴嘴、噴槍、密封 加料口中的一種或多種與燒嘴的組合。通過設(shè)置噴嘴或噴槍或密封加料口向閃速爐加入冶 煉所必需的原料、燃料和輔助材料。給料裝置也可設(shè)置在下反應(yīng)體1頂端，如圖2所示，2組燒 嘴設(shè)置在下反應(yīng)體1的頂部為下反應(yīng)體1補充熱量。另外，根據(jù)需要，給料裝置也可設(shè)置下反 應(yīng)體1的側(cè)壁上。
[0070] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，上反應(yīng)體5上設(shè)有向上反應(yīng)體5內(nèi)噴吹含氧氣體及 氣化劑的噴槍或噴管。噴槍或噴管設(shè)置于上反應(yīng)體5上，并穿透上反應(yīng)體5內(nèi)壁，伸入上反應(yīng) 體5內(nèi)，如圖1及圖2所示。噴槍或噴管向上反應(yīng)體5中噴入含氧氣體及氣化劑。雙通道的噴槍 向上反應(yīng)體5內(nèi)噴入氧氣和煤粉，用來產(chǎn)生還原氣體(C0+H 2)并為下反應(yīng)體1提供熱量。
[0071] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述熔池2內(nèi)盛納熔體的空間上部設(shè)有焦濾層空 間。所述熔池2熔體上部形成有熔融爐料下落時通過的焦濾層6,如圖2所示，一種實現(xiàn)方式 是通過設(shè)置在下反應(yīng)體1頂部的噴嘴把焦炭加入下反應(yīng)體1，焦炭粒徑范圍為1-llmm，在下 反應(yīng)體1內(nèi)迅速被加熱，加熱后的焦炭顆粒落到熔池2熔體表面形成一層多孔的碳物料一焦 濾層6。如果塊度小于1mm，焦炭在高溫下?lián)p耗較快，但粒度超過11mm又會使焦炭的中心不能 夠被加熱到足夠的溫度，且粒度過大會使焦炭顆粒間的間隙變大，這會導(dǎo)致通過焦濾層6的 待冶煉金屬氧化物熔體回收率的損失。焦濾層6也可通過噴吹適合煉焦的粉煤的方式實現(xiàn)， 粉煤在高溫下燒掉其中的揮發(fā)分后，即可形成焦炭顆粒。
[0072] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，焦濾層空間高50-250mm，優(yōu)選為100-200mm，如圖2 所示。根據(jù)待冶煉金屬被碳還原的難易程度，適當(dāng)調(diào)節(jié)焦濾層的厚度，調(diào)節(jié)的方法是調(diào)節(jié)向 下反應(yīng)體1內(nèi)加入焦炭或粉煤的速度。
[0073] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，各熔池2均設(shè)有向熔池2內(nèi)噴入含碳燃料和含氧氣 體的側(cè)吹布置，如圖3-4及6-11所示。
[0074] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，側(cè)吹布置所在位置與所述熔池中熔渣層中下部對 應(yīng)，側(cè)吹設(shè)置在熔渣層中下部，可以使熔渣形成對流或翻滾，方便上下層間熱量和物質(zhì)的交 換，從而減小熔體的粘度，提高金屬回收率。
[0075] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，上升煙道3數(shù)目與熔池2數(shù)目一致，如圖10及圖11 所示。
[0076] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，熔池2的數(shù)目為1-4個。閃速爐中1-4個熔池2的設(shè) 置能夠滿足不同冶煉產(chǎn)量需求。
[0077]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種串聯(lián)閃速爐，其特征在于:包括上反應(yīng)體(5)、下反應(yīng)體（1)及連通兩者的連接通 道(7)，所述上反應(yīng)體(5)位于所述下反應(yīng)體（1)的上部，形成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，所述下反應(yīng)體（1) 下部設(shè)有至少一個熔池（2);所述閃速爐還包括用于排出煙氣的上升煙道(3)，所述上升煙 道(3)通過所述熔池(2)與所述下反應(yīng)體(1)相連通，各所述熔池(2)上均設(shè)有排渣口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述連接通道(7)的內(nèi)寬不大于下 反應(yīng)體(1)內(nèi)徑的2/3，長度不大于2m。3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述連接通道(7)上設(shè)有 給料裝置。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述上反應(yīng)體(5)上設(shè)有向上反應(yīng) 體(5)內(nèi)噴吹含氧氣體及氣化劑的噴槍或噴管。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述熔池（2)內(nèi)盛納熔體的空間上 部設(shè)有熔融爐料下落時通過的焦濾層空間。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述焦濾層空間高50-250mm。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:各所述熔池（2)均設(shè)有向所述熔池 (2)內(nèi)噴入燃料和含氧氣體的側(cè)吹布置。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述側(cè)吹布置所在位置與所述熔池 中熔渣層中下部對應(yīng)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述熔池(2)的數(shù)目為1-4個。
【文檔編號】F27D17/00GK205718453SQ201620383055
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】李效東, 邱江波, 夏明 , 黃小兵
【申請人】天津閃速煉鐵技術(shù)有限公司